JP4678678B2 - 積層構造体の成形方法並びに成形金型 - Google Patents

Description

この発明は、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、ラゲージトリム、トランクトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品に好適な積層構造体の成形方法並びに成形金型に係り、特に、積層構造体の構成として、軽量でかつ所望の剛性を与えることができ、成形性の向上及びコストダウンに寄与できる積層構造体の成形方法並びに成形金型に関する。

例えば、積層構造体を一部、あるいは全体に採用した自動車用ドアトリムの構成について、図１９，図２０を基に説明する。ドアトリム１は、保形性及び車体パネルへの取付剛性を備え、製品面のほぼ全体にいきわたっている樹脂芯材２の表面に、表面外観に優れた表皮３を積層一体化して構成されている。上記樹脂芯材２としては、タルクを混入したポリプロピレン系樹脂を素材としており、また、表皮３は、それ自体保形性を備えておらず、塩ビシート等の合成樹脂シートの裏面にポリエチレンフォーム等のクッション材が積層された積層シート材料が使用され、最近では、環境面やリサイクル面を考慮して、ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）シート等のエラストマーシートの裏面にポリエチレンフォーム等のクッション材が積層された積層シート材料が多用される傾向にある。

次に、上記ドアトリム１の成形方法における従来例について図２１を基に説明する。まず、ドアトリム１を成形する成形金型４は、所定ストローク上下動可能な成形上型５と、成形上型５と対をなす固定側の成形下型６と、成形下型６と接続される射出機７とから大略構成されている。そして、成形上下型５，６を型締めした際、ドアトリム１の製品形状を形造るために成形上型５にはキャビティ部５ａが形成され、成形下型６にはコア部６ａが設けられている。上記成形上型５を所定ストローク上下動作させるために、昇降シリンダ５ｂが連結され、成形下型６には射出機７からの溶融樹脂の通路となるマニホールド６ｂ、ゲート６ｃが設けられている。また、上下動作する成形上型５の適正姿勢を維持させるために、成形下型６の４隅部にガイドポスト６ｄが設けられ、このガイドポスト６ｄに対応して成形上型５にはガイドブッシュ５ｃが設けられている。

従って、成形上下型５，６が型開き状態にある時、表皮３を金型内にセットし、その後、成形上下型５，６を型締めした後、両金型間の製品キャビティ内に射出機７からマニホールド６ｂ、ゲート６ｃを通じて溶融樹脂Ｍを射出充填することにより、樹脂芯材２を所要の曲面形状に成形するとともに、樹脂芯材２の表面に表皮３を一体成形している（例えば、特許文献１参照。）。尚、図２１では、説明の便宜上、コア部６ａの型面にオープン状態で溶融樹脂Ｍが供給されているが、溶融樹脂Ｍは成形上下型５，６の型締め後にキャビティ内に射出充填されても良い。

特開平１０−１３８２６８号公報 （第２頁、図３、図４）

しかしながら、従来のドアトリム１においては、樹脂芯材２の投影面積が大きいため、材料コストが高く、かつ製品が重量化するという問題点が指摘されている。また、樹脂芯材２の投影面積が大きいことから、成形時における射出圧を高く設定せざるを得ず、高い射出圧に耐え得る金型構造が必要となり、金型の作製費用も嵩み、しかも、大量の溶融樹脂を冷却固化させるため、成形サイクルが長期化し、生産性を低下させる大きな要因となっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量化を促進でき、高剛性でコストダウンを図れる積層構造体を提供でき、成形金型費用を低減できるとともに、成形性のアップを可能とした積層構造体の成形方法並びに成形金型を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究の結果、従来から表皮として使用していた発泡樹脂シートに保形性を付与することで、芯材としての機能をもたせ、より以上に剛性が必要な箇所、すなわち製品の周縁部分やパネル、あるいは部品取付箇所並びに荷重がかかる部位には、剛性に優れた樹脂リブを配置することで、従来の投影面積の広い樹脂芯材に比べ軽量で、かつコストが廉価な積層構造体を提供するとともに、特に、発泡樹脂シートを圧縮した状態で樹脂リブを射出充填する際、金型構造を工夫することで、積層構造体における縦壁部のシワ発生を有効に回避できることに着目し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、所要形状に成形され、軽量でかつ保形性を有する発泡樹脂基材と、この発泡樹脂基材の裏面に一体化される所定パターン形状の樹脂リブとからなり、製品周縁部に沿って縦壁部を設けた積層構造体の成形方法において、上記発泡樹脂基材の素材である発泡樹脂シートを加熱軟化処理した後、型開き状態にある成形上下型内にセットする発泡樹脂シートのセット工程と、上記成形下型のコア部の外周で、かつ積層構造体の縦壁部の下方に位置する可動ブロックをシリンダの伸長動作により上方に位置させるとともに、スライドシム機構をイン位置に配置し、成形上下型の型クリアランスを比較的大きく保ち、成形上下型の型締めによる一次加圧処理を行ない、所定厚みの発泡樹脂基材を所要形状に成形する発泡樹脂基材の成形工程と、上記発泡樹脂基材の成形工程後、成形上型を上昇操作し、外周のスライドシム機構をアウト位置に配置し、再度成形上型を下降操作させるとともに、可動ブロックを成形上型の下降動作と連繋させるように下降操作して、成形上下型の型クリアランスを一次加圧時の型クリアランスに比べ狭めた高圧の二次加圧処理を行ない、発泡樹脂基材を製品厚みより圧縮した状態に保ちつつ、射出機から溶融樹脂を成形下型の溝部内に射出充填することで、樹脂リブを発泡樹脂基材の裏面側に一体化するとともに、二次加圧時において、可動ブロックの動作により、縦壁部に過度の応力が加わることを回避する樹脂リブの成形工程とからなることを特徴とする。

ここで、積層構造体の用途としては、自動車用内装部品全般に適用することができる。例えば、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、ラゲージトリム、トランクトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等に適用することが可能である。

保形性を有する発泡樹脂基材は、発泡樹脂シートを加熱軟化処理した後、成形金型内で所望の曲面形状に成形することで、リブ等の補強材がなくても、成形後、型から脱型しても形状を保持する程度の剛性（保形性）を有している。また、製品形状が高展開率部分を含む場合には、発泡樹脂シートを加熱軟化処理した後、成形金型に真空吸引機構を配設して成形金型の内面に沿って発泡樹脂シートに真空吸引力を作用させるようにしても良い。

上記発泡樹脂シートとしては、熱可塑性樹脂に発泡剤を添加した素材を使用する。尚、熱可塑性樹脂は、１種類の熱可塑性樹脂でも２種類以上の熱可塑性樹脂からなっても良い。好ましくは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用できる。また、発泡剤としては、アゾ化合物、スルホヒドラジド化合物、ニトロソ化合物、アジド化合物等の有機発泡剤、あるいは重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤の使用が可能である。上記発泡樹脂シートを加熱軟化処理後、所要形状に成形して得た発泡樹脂基材は、製品の重量と強度とのバランスを考慮した場合、２〜１０倍の発泡倍率が好ましい。その時の発泡樹脂基材のセル径は、０．１μｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましく、厚みは０．５〜３０ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍのものが良い。

また、外観意匠性を高めるために、発泡樹脂基材の表面に加飾材を積層しても良い。加飾材としては、織布、不織布、編布、シート、フィルム、発泡体、網状物等が使用できる。これら加飾材を構成する材料は特に限定されないが、織布、不織布、編布等、通気性を有する素材を使用したほうが、発泡樹脂基材の吸音性能を生かす上で好ましい。

一方、樹脂リブとして使用する熱可塑性樹脂材料は、広範な熱可塑性樹脂から適宜選択することができる。通常好ましく使用できるものとして、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用できる。また、これら熱可塑性樹脂中に各種充填剤を混入しても良い。使用できる充填剤としては、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維、タルク、クレイ、シリカ、炭酸カルシウム等の無機粒子等がある。また、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、低収縮剤等の各種の添加剤が配合されても良い。

そして、本発明方法により得られる積層構造体によれば、保形性を有する発泡樹脂基材の裏面側に剛性を補強する意味で樹脂リブが一体化されるという構成であるため、従来の樹脂芯材を廃止することができる。従って、従来の投影面積の非常に広い樹脂芯材を廃止することで、製品の軽量化を図ることができ、しかも、樹脂材料を節約できることから、材料コストの低減化も同時に達成できる。

尚、発泡樹脂基材の多孔質吸音機能により、吸音性能に優れた内装部品が得られるとともに、発泡樹脂基材及び樹脂リブの素材として、ポリオレフィン系樹脂を使用した場合、オールオレフィン系樹脂に統一されるため、分離工程が廃止でき、リサイクル作業を簡素化できる。

更に、樹脂リブのリブ厚みは、例えば製品に外力が大きく加わる部位等はリブ厚みを厚く設定し、比較的外力が加わりにくい部位はリブ厚みを薄肉にする等、リブ厚みを適宜可変させることができる。従って、必要最小限度の樹脂材料を使用すれば足り、製品の軽量化やコストダウンに寄与できる。また、樹脂リブにクリップ座、あるいは各種エスカッション部品を取り付けるための取付座を一体に形成することもできる。また、発泡樹脂基材の裏面に一体化される樹脂リブは、発泡樹脂基材が圧縮状態で成形金型内に保持されているため、樹脂リブ縁部のシール性が高まり、樹脂漏れによるバリ発生等を可及的に防止できる。従って、樹脂リブの流動長も長く設定できることから、ゲート点数を削減でき、型構造を簡素化でき、型設備費を低減することができる。

加えて、本発明方法により得られる積層構造体は、特に、二次加圧時において、成形上型と可動ブロックとの連繋作用で、縦壁部に過度の応力が加わることがないため、コーナー部にシワが発生することがなく、縦壁部における外観見栄えを良好に維持することができる。

次いで、本発明方法に使用する成形金型は、所要形状に成形され、軽量でかつ保形性を有する発泡樹脂基材と、この発泡樹脂基材の裏面に一体化される所定パターン形状の樹脂リブとからなり、周縁部に沿って縦壁部を設けてなる積層構造体を成形する際に使用する積層構造体の成形金型であって、前記成形金型は、型締め、型開き可能な成形上型、並びに成形下型と、成形下型に接続され、樹脂リブの素材である溶融樹脂を成形する射出機とから構成され、成形上下型の型クリアランスを一次加圧と二次加圧で異ならせるために、金型の外周に設定されるスライドシム機構と、積層構造体の縦壁部の下方に位置するサポート機構を具備し、二次加圧時、成形上型の下降動作と連繋して、サポート機構における可動ブロックが下降動作することで、縦壁部に過度の応力が加わることを回避したことを特徴とする。

ここで、自動車用内装部品の成形方法に使用する成形金型は、上下動可能な成形上型と、成形上型の下方側に位置する固定側である成形下型と、成形下型に連結される射出機とから構成され、射出機から供給される溶融樹脂は、成形下型に設けられたマニホールド、ゲート等の樹脂通路を通じて成形下型の型面に穿設されている溝部内に供給される。また、所望ならば、成形上型に真空吸引機構が付設されていても良く、発泡樹脂基材の絞り成形時、成形上型から真空吸引力を作用させることで、製品形状の賦形性を高めるとともに、絞模様等の転写に有利である。一方、成形下型にエアブロー機構を付設しても良く、エアブロー機構は、発泡樹脂基材の成形時に冷却用エアを吹き付けることで、冷却サイクルを短縮化できる。

ところで、本発明方法の特徴は、発泡樹脂基材を所要形状に成形する成形金型における一次加圧状態と、樹脂リブを射出充填する際、発泡樹脂基材を成形金型内で挟持プレスする二次加圧状態との間で一次加圧に比べ二次加圧にかかるプレス圧を高く設定することにより、発泡樹脂基材の弾性反発力を利用して、樹脂リブ成形時のシール性を高めるというものであり、この一次加圧と二次加圧の加圧力を変更するために、成形金型に型クリアランス調整機構が配設されている。

この型クリアランス調整機構としては、成形上下型のガイドポスト間にスライドシムを係着するスライドシム機構が採用されており、スライドシムをガイドポストに挿入することで、成形上下型の型クリアランスを比較的大きく設定することができ、一次加圧状態となる。一方、スライドシムを取り外すことにより、成形上下型の型クリアランスを狭く設定することができ、二次加圧状態となる。また、積層構造体の設定箇所に対応して、成形下型のコア部外周にサポート機構が設けられており、サポート機構は可動ブロックと可動ブロックを上下動させる駆動シリンダとから構成されており、駆動シリンダの駆動により、可動ブロックは所定ストローク上下動作を行ない、一次加圧時には、可動ブロックが上昇してフランジ部を適宜厚みに成形できるようにフランジ部を支持するとともに、二次加圧時には、成形上型の下降動作に連繋して所定ストローク下降動作することで、縦壁部に過度の応力が加わることを回避できる。

以上説明した通り、本発明に係る積層構造体の成形方法は、成形金型のキャビティ形状に沿って、発泡樹脂基材を所要形状に成形すると同時に発泡樹脂基材の裏面側に樹脂リブを一体化するという工程を採用しており、樹脂成形体である樹脂リブの投影面積が少ないため、従来の樹脂芯材に比べ、成形金型にかかる負荷も少なく、かつ冷却時間も短縮化でき、歩留まりを高めることができることから、作業能率を高めることができるとともに、大幅なコストダウンを招来できるという効果を有する。

更に、本発明に係る積層構造体の成形方法は、発泡樹脂シートを加熱軟化処理後、成形金型の一次加圧処理により発泡樹脂基材を成形し、冷却後、発泡樹脂基材を成形金型で一次加圧より大きな加圧力で二次加圧処理し、発泡樹脂基材の二次加圧処理により、圧縮状態の発泡樹脂基材裏面に溶融樹脂を射出充填して、樹脂リブを一体化するというものであるから、発泡樹脂基材の弾性反発力を利用して、樹脂リブ成形時におけるシール性を良好に維持できるため、樹脂漏れが原因となるバリ発生をなくし、成形性を高めることができるとともに、樹脂リブの流動長を長く設定できることから、ゲート点数を低減でき、成形金型の型加工費を低減できるという効果を有する。

加えて、本発明に係る積層構造体の成形方法は、成形上下型のキャビティ外周に沿って上下動可能な可動ブロックが設けられており、この可動ブロックが発泡樹脂基材の成形時には上昇して、成形上型との間で発泡樹脂基材を製品厚みに成形するとともに、樹脂リブ成形時においては、成形上型が下降するのに連繋して、可動ブロックが下降することで、発泡樹脂基材の圧縮時、縦壁部に過度の応力が加わることがないため、縦壁部のコーナー部にシワ等が発生することがなく、コーナー部の外観見栄えを良好に維持できるという効果を有する。

以下、本発明に係る積層構造体の成形方法並びに成形金型の好適な実施例について、自動車用ドアトリムの成形方法を例示して説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を示すものに過ぎない。

図１乃至図１８は本発明の一実施例を示し、図１は自動車用ドアトリムを示す正面図、図２は同自動車用ドアトリムの構成を示す断面図、図３は同自動車用ドアトリムにおけるドアトリムアッパーの樹脂リブとドアトリムロアを示す正面図、図４は同自動車用ドアトリムにおけるドアトリムアッパーの縦壁部を示す断面図、図５は同自動車用ドアトリムの製造方法に使用する成形金型を示す全体図、図６，図７は同成形金型におけるドアトリムアッパーの端末処理部対応箇所の構成を示す要部断面図、図８は同成形金型に付設される真空吸引機構と、圧空機構とを示す説明図、図９は同成形金型のプレスチャート図、図１０乃至図１８は同自動車用ドアトリムの製造方法における各工程を示す説明図である。

まず、図１，図２において、ツートンタイプの自動車用ドアトリム１０は、積層構造体からなるドアトリムアッパー２０と樹脂単体品からなるドアトリムロア３０との上下二分割体から構成されている。そして、ドアトリムアッパー２０には、インサイドハンドルエスカッション１１、パワーウインドウスイッチフィニッシャー１２が取り付けられている。一方、ドアトリムロア３０には、ドアポケット用開口１３が開設され、その背面側には、図２に示すように、ポケットバックカバー（樹脂成形体からなる）１４が取り付けられており、ドアトリムロア３０のフロント側にスピーカグリル１５がドアトリムロア３０と一体、あるいは別体に形成されている。尚、図中符号１６はドアインナーパネルを示す。

ところで、積層構造体であるドアトリムアッパー２０の製造方法として本発明を適用することで、製品の軽量化を図るとともに、ドアトリムアッパー２０の成形性を高めることを可能にした。すなわち、ドアトリムアッパー２０は、所望の曲面形状に成形され、保形性を有する発泡樹脂基材２１と、この発泡樹脂基材２１の裏面側に一体化される樹脂リブ２２と、発泡樹脂基材２１の表面側に積層一体化される加飾機能をもつ加飾材２３とから大略構成されている。

上記発泡樹脂基材２１は、保形性を備えるように発泡樹脂シートを加熱軟化処理後、所要形状に熱成形、例えば、所望の型面を有する成形金型でコールドプレス成形されるが、更に高展開率部分については、真空成形のアシスト作用により発泡樹脂基材２１の成形性を高めるようにしても良い。上記発泡樹脂シートは、汎用の熱可塑性樹脂に発泡剤を添加した構成であり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用でき、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等の有機発泡剤や重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤が使用できる。この実施形態では、ポリプロピレン系樹脂に発泡剤として重炭酸ナトリウムを適宜添加した発泡樹脂シートを使用している。また、この発泡樹脂基材２１の発泡倍率は、２〜１０倍に設定され、厚みは０．５〜３０ｍｍ、特に好ましくは１〜１０ｍｍの範囲に設定されている。

次いで、樹脂リブ２２は、発泡樹脂基材２１の裏面側に配設され、特に、図３に示すように、縦横方向、あるいは斜め方向等に延びる格子状パターンに設定されている。この樹脂リブ２２は、汎用の合成樹脂成形体からなり、通常好ましく使用できる合成樹脂として、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等から適宜選択されて良く、本実施形態では、環境面、リサイクル面を考慮してポリプロピレン系樹脂が使用されている。また、この樹脂リブ２２には、上記熱可塑性樹脂中に適宜フィラー、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維や、タルク、クレイ、シリカ、炭酸カルシウム等の無機粒子等の充填剤が混入されていても良い。

このように、図１乃至図３に示すドアトリム１０は、積層構造体からなるドアトリムアッパー２０と、合成樹脂単体品のドアトリムロア３０とから構成され、外観上の対比効果により、優れた外観意匠性を備えている。更にドアトリムアッパー２０は、保形性を有する発泡樹脂基材２１と、発泡樹脂基材２１の裏面に一体化される樹脂リブ２２と、加飾性を有する加飾材２３とから構成されているため、従来のように製品の全面に亘り占有していた樹脂芯材を廃止でき、かつ軽量な発泡樹脂基材２１を使用する一方、樹脂リブ２２は、骨状であり、荷重が加わる部位、例えばクリップ座、ウエスト部上面、アームレスト部上面等を除いた部位は肉抜き構造となっている関係で、製品の重量について、従来例に比し４０％以上の軽量化を図ることができるとともに、樹脂材料も大幅に節約でき、コストダウンにも貢献できる。

更に、発泡樹脂基材２１は、多孔質構造であるため、ドアトリムアッパー２０は、吸音性能に優れ、車室内外の騒音を低減することができる。また、発泡樹脂基材２１における車室内騒音を対象とした吸音性能を高めるために、発泡樹脂基材２１の表面に積層一体化される加飾材２３は、織布、不織布、編布等の通気性を備えたシート材料が好ましい。尚、加飾材２３は、織布、不織布、編布等の通気性シート以外にも塩ビシートやＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）シート等の合成樹脂シート（ＴＰＯシートを使用すればリサイクルが可能）、合成樹脂フィルム、発泡体、網状体等を使用することができる。尚、廉価構成として、加飾材２３を省略し、発泡樹脂基材２１の表面に塗装や印刷処理を施すようにしても良い。

次に、ドアトリムアッパー２０の外周縁部に沿って、製品に立体感を付与するための縦壁部２４が形成され、その端末には、車体パネル１６と面当て状態となるフランジ部２５が設定されている。ところで、本発明に係る積層構造体の成形方法を適用したドアトリム１０は、特に、ドアトリムアッパー２０が上述したように軽量で機能性に富むとともに、発泡樹脂基材２１の裏面に一体化される樹脂リブ２２成形時における樹脂漏れを確実に防止することができ、成形性を高め、かつ成形時の型設備を簡素化できる利点を備えているとともに、特に、縦壁部２４の外観見栄えを良好に維持できることも特徴の一つである。

以下、上記ドアトリム１０の成形方法について説明する前に、図５乃至図８に基づいて成形金型４０の構成、図９に基づいて成形金型のプレスチャートについて説明する。図５において、ドアトリム１０の成形に使用する成形金型４０は、所定ストローク上下動可能な成形上型４１と、成形上型４１と対をなす固定側の成形下型４２と、成形下型４２に接続される２基の射出機４３ａ，４３ｂとから大略構成されている。更に詳しくは、成形上型４１は、製品形状に合致したキャビティ部４１１が形成されており、成形上型４１の上面に連結された昇降シリンダ４１２により所定ストローク上下駆動される。また、成形上型４１の４隅部には、ガイドポスト４１３が設けられている。

一方、成形下型４２には、成形上型４１のキャビティ部４１１に対応するコア部４２１が設けられている。また、このコア部４２１の型面に溶融樹脂を供給するために、マニホールド４２２ａ，４２２ｂ、ゲート４２３ａ，４２３ｂが設けられており、このマニホールド４２２ａ，４２２ｂ、ゲート４２３ａ，４２３ｂの樹脂通路を経て射出機４３ａ，４３ｂから供給される溶融樹脂Ｍ１，Ｍ２がコア部４２１の上面に供給される。尚、樹脂リブ２２を形成するために、コア部４２１上面に溶融樹脂Ｍ１が供給される溝部４２４が穿設される一方、ドアトリムロア３０を形成するために、成形上下型４１，４２間に所定クリアランスのキャビティ４２５が設定されている。また、成形下型４２の４隅部には、ガイド機構となるガイドポスト４２６が突設され、このガイドポスト４２６は、成形上下型４１，４２が型締めされる際、成形上型４１のガイドポスト４１３のガイド軸４１４がガイドポスト４２６のガイド孔４２６ａ内に案内されることで成形上型４１のプレス姿勢を適正に維持できる。

そして、本発明方法に使用する成形金型４０には、図６に示すように、成形上下型４１，４２の型クリアランスを二段階で調整できるスライドシム機構４４が設けられている。具体的には、シムプレート４４１が進退用シリンダ４４２に支持されており、スライドシム機構４４は、シムプレート４４１が成形上型４１と成形下型４２との間に介在することで、図６に示すように、比較的型クリアランスを大きく確保できるとともに、型クリアランスを狭く調整する時にはシムプレート４４１が成形上下型４１，４２から取り外される。

そして、本発明に係る成形金型４０には、上述した型クリアランス調整機構としてのスライドシム機構４４に加えて、コア部４２１の外周に沿ってサポート機構４５が設けられている。このサポート機構４５は、可動ブロック４５１がシリンダ４５２に上下動可能に支持されており、このサポート機構４５は、ドアトリムアッパー２０における縦壁部２４及びフランジ部２５に対応する箇所に設けられており、成形上型４１の上下動作に連繋して、上下動作を行なう。すなわち、図６に示すスライドシム機構４４のシムプレート４４１が成形上下型４１，４２に介在されている時は、可動ブロック４５１は上昇位置にあり、図７に示すように、シムプレート４４１が外部に外されており、型クリアランスが狭められた時には、サポート機構４５の可動ブロック４５１は下方に位置している。

また、本発明方法に使用する成形金型４０は、図８に示すように、成形上型４１に真空吸引機構４６が付設されている。すなわち、真空吸引ポンプ４６１に接続する真空吸引管４６２が成形上型４１の空気室４１５と連通しており、真空吸引管４６２に設けられている開閉バルブ４６３の開閉操作により、空気室４１５内の空気を抜気することができ、成形上型４１の型面には、適宜ピッチ間隔で真空吸引孔４１６が開設されている。同様に、この真空吸引機構４６が作用するエリアにおいて、成形下型４２には、エアブロー機構４７が付設されている。すなわち、圧空ブロワ４７１に接続するエアブロー管４７２が成形下型４２の空気室４２７と連通しており、ドアトリムアッパー２０対応箇所における成形下型４２の型面には、孔径が１０φ程度のエアブロー孔４２８が適宜ピッチ間隔で多数開設されている。

以上のように、成形金型４０が構成されており、この成形金型４０を使用して、図１乃至図４に示すドアトリム１０の製造方法について説明する。その前に、図８に基づいて、成形上型４１のプレスチャートについて簡単に説明すると、成形金型４０内に材料をセットした後、成形上型４１は上限位置から下限位置の手前である一次加圧地点まで降下して、この一次加圧地点で一次加圧処理が行なわれ、発泡樹脂基材２１が成形される。そして、この一次加圧工程時、成形下型４２に設けられているエアブロー機構４７から冷却用エアが発泡樹脂基材２１の裏面側に吹き付けられ、強制冷却が行なわれる。更に、発泡樹脂基材２１の冷却工程が完了すれば、成形上型４１が再度下降する。この時、二次加圧地点まで成形上型４１が下降し、樹脂部分の投影面積にもよるが、一次加圧時の加圧力に比べ大きな加圧力（２００ｔ）が約２５秒加わる二次加圧処理が行なわれ、この二次加圧時に樹脂射出が行なわれ、樹脂リブ２２が成形される。

そして、上述したスライドシム機構４４は、一次加圧時にはシムプレート４４１がイン位置に、二次加圧時にはシムプレート４４１はアウト位置にそれぞれ位置しており、これと対応するように可動ブロック４５１については、シリンダ４５２の伸長、収縮作用により、昇降動作を行なうことで、ドアトリムアッパー２０における縦壁部２４のコーナー部にシワが発生することを可及的に防止できる。

以下、本発明方法の各工程について説明する。まず、図１０に示すように、ヒーター装置５０により発泡樹脂シートＳの一方面に加飾材２３をラミネートしたものを所定温度に加熱軟化させる。この実施形態では、発泡樹脂シートＳとして、ポリプロピレン製発泡シート（住化プラステック製、商品名：スミセラー発泡ＰＰシート、発泡倍率＝３倍、厚み３ｍｍ）が使用されている。

次いで、図１１に示すように、加熱軟化処理した発泡樹脂シートＳ（加飾材２３をラミネートしている）をドアトリムアッパー２０対応箇所における成形上型４１のキャビティ部４１１と成形下型４２のコア部４２１で画成されるキャビティの上半部分にセットする。そして、発泡樹脂シートＳをセットした後、成形上型４１の昇降シリンダ４１２が動作して、成形上型４１が所定ストローク下降して、成形上下型４１，４２が型締めされて発泡樹脂シートＳが所望の型面形状に沿って賦形される一次加圧処理が行なわれる（図１２参照）。更に、この一次加圧工程において、図８を基に上述したように、成形上型４１に付設されたバキューム真空吸引機構４６が駆動して、真空引きが行なわれ、加飾材２３を精度良く成形するとともに、成形下型４２に付設されたエアブロー機構４７からエアが発泡樹脂基材２１の裏面側に吹き付けられて強制冷却が行なわれ、成形サイクルが短縮化される。

この時、図１３に示すように、スライドシム機構４４におけるシムプレート４４１が成形上下型４１，４２間に介在しているため、型クリアランスを精度良く保つことができる。そして、この一次加圧工程においては、可動ブロック４５１はシリンダ４５２が伸長状態であるため上方に位置しており、ドアトリムアッパー２０における縦壁部２４並びにフランジ部２５を支持している。そして、一次加圧が完了して、発泡樹脂基材２１を所要形状に成形することが完了すれば、図１４に示すように、成形上型４１が上昇し、それに伴ない図１５に示すように、スライドシム機構４４のシリンダ４４２が収縮動作することで、シムプレート４４１がアウト位置に位置する。

その後、図１６に示すように、成形上型４１が再度下降し、一次加圧時に比べスライドシム機構４４のシムプレート４４１がアウト位置にあるため、型クリアランスを狭めた状態で発泡樹脂基材２１が圧縮状態となる。この時、図１７に示すように、縦壁部２４、フランジ部２５においては、成形上型４１の下降動作と連繋してサポート機構４５のシリンダ４５２が収縮動作することで、可動ブロック４５１も図中符号ｄで示す寸法分下降する。この時、フランジ部２５は成形上型４１と追随して下降し、縦壁部２４並びにフランジ部２５が過圧縮とならないため、縦壁部２４に過度の応力が加わることがなく、縦壁部２４のコーナー部にシワ発生等の成形不良が生じることがないため、外観見栄えを良好に維持することができる。尚、可動ブロック４５１は、成形上型４１の下降と同調して下降しても良いし、成形上型４１の下降よりも先に下降しておいても良い。

そして、この二次加圧時に発泡樹脂基材２１を圧縮状態にすることで、図１８に示す樹脂リブ２２の射出及びドアトリムロア３０の成形が行なわれる。すなわち、この二次加圧は、２５秒程度行なわれ、この二次加圧時に第１の射出機４３ａからマニホールド４２２ａ、ゲート４２３ａを通じてドアトリムアッパー２０における樹脂リブ２２を形成するために、溶融樹脂Ｍ１が溝部４２４内に射出充填され、樹脂リブ２２が形成される。同時に、ドアトリムロア３０を成形するために、第２の射出機４３ｂからマニホールド４２２ｂ、ゲート４２３ｂを通じてキャビティ４２５内に溶融樹脂Ｍ２が射出充填され、ドアトリムロア３０が所要形状に成形される。尚、この溶融樹脂Ｍ１，Ｍ２としては、住友ノーブレンＢＵＥ８１Ｅ６（住友化学工業製ポリプロピレン、メルトインデックス＝８０ｇ／１０分）が使用されており、タルクが適宜割り合いで混入されていても良い。従って、第１の射出機４３ａから溶融樹脂Ｍ１を溝部４２４内に射出充填する一方、第２の射出機４３ｂから溶融樹脂Ｍ２をキャビティ４２５内に射出充填することにより、ドアトリムアッパー２０における樹脂リブ２２を所要形状に成形するとともに、これと一体にドアトリムロア３０が一体に成形される。

このように、本発明方法においては、ドアトリム１０におけるドアトリムアッパー２０を成形する際、成形金型４０の外周に沿ってスライドシム機構４４を配置することで、一次加圧、二次加圧時の型クリアランスを精度良く保て、特に、二次加圧時における樹脂リブ２２の成形時には、発泡樹脂基材２１が圧縮されているため、発泡樹脂基材２１の弾性反発力を利用でき、成形下型４２の溝部４２４のコーナー部と発泡樹脂基材２１との間のシール性を良好に維持でき、樹脂リブ２２の成形性を高めることができるとともに、樹脂漏れが原因となるバリ発生をなくすことができ、しかも、樹脂リブ２２の流動長を長く設定できる等、ゲート４２３ａの設定個数を低減することができ、型設備を簡素化することができる。

また、製品の脱型後、正規の厚みに復元し、隣接する部品とのクリアランスや設計時に設定した寸法関係に落ち着くため、所定板厚の強度、剛性を確保できる。更に、縦壁部２４、フランジ部２５に対応して、成形下型４２には、サポート機構４５を配置し、特に、二次加圧時において、成形上型４１の下降動作に連繋して、可動ブロック４５１を同調させて下降させるか、成形上型４１の下降動作より先に下降させて、縦壁部２４、フランジ部２５に過度な応力が加わることを回避することで、縦壁部２４の外観性能を高めることができるという効果を有する。

以上説明した実施例は、ツートンタイプの自動車用ドアトリム１０のドアトリムアッパー２０に本発明に係る積層構造体を適用したが、一体型のドアトリム、あるいはドアトリム以外の内装部品、例えばリヤパーセルシェルフ、フロアトリム、ラゲージトリム、トランクトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品の他に、特殊車両や鉄道車両等の内装パネル、また、家屋の内装パネルに適用することも可能である。

本発明に係る積層構造体の成形方法を適用して製作したドアトリムの一実施例を示す正面図である。 図１中II−II線断面図である。 図１に示すドアトリムにおけるドアトリムアッパーの樹脂リブ形状とドアトリムロアとを示す正面図である。 図１に示すドアトリムにおけるドアトリムアッパーの縦壁部の構成を示す断面図である。 図１に示すドアトリムを製造する際に使用する成形金型の構成を示す全体図である。 図５に示す成形金型における周縁部の構成を示す説明図である。 図５に示す成形金型における周縁部の構成を示す説明図である。 図５中VIII−VIII線断面図である。 図５に示す成形金型における成形上型のプレスチャート図である。 図１に示す自動車用ドアトリムの製造方法における発泡樹脂シートの予熱工程を示す説明図である。 図１に示す自動車用ドアトリムの製造方法における素材のセット工程を示す説明図である。 図１に示す自動車用ドアトリムの製造方法における発泡樹脂基材の成形工程を示す説明図である。 発泡樹脂基材の成形時における成形金型の周縁部の構成を示す説明図である。 成形上型の上昇時の状態を示す説明図である。 スライドシム機構におけるシムアウト状態を示す説明図である。 図１に示す自動車用ドアトリムにおけるドアトリムアッパーの二次加圧時の状態を示す説明図である。 二次加圧時における成形金型の周縁部の構成を示す説明図である。 図１に示す自動車用ドアトリムの製造方法における樹脂リブ及びドアトリムロアの成形工程を示す説明図である。 従来のドアトリムを示す正面図である。 図１９中XX−XX線断面図である。 従来のドアトリムの成形方法に使用する成形金型の構成を示す説明図である。

符号の説明

１０ ツートンタイプの自動車用ドアトリム
２０ ドアトリムアッパー
２１ 発泡樹脂基材
２２ 樹脂リブ
２３ 加飾材
２４ 縦壁部
２５ フランジ部
３０ ドアトリムロア
４０ 成形金型
４１ 成形上型
４２ 成形下型
４３ａ，４３ｂ 射出機
４４ スライドシム機構
４４１ シムプレート
４４２ シリンダ
４５ サポート機構
４５１ 可動ブロック
４５２ シリンダ
４６ 真空吸引機構
４７ エアブロー機構
５０ ヒーター装置
Ｓ 発泡樹脂シート
Ｍ１，Ｍ２ 溶融樹脂

Claims (2)

1. 所要形状に成形され、軽量でかつ保形性を有する発泡樹脂基材（２１）と、この発泡樹脂基材（２１）の裏面に一体化される所定パターン形状の樹脂リブ（２２）とからなり、製品周縁部に沿って縦壁部（２４）を設けた積層構造体（２０）の成形方法において、
   上記発泡樹脂基材（２１）の素材である発泡樹脂シート（Ｓ）を加熱軟化処理した後、型開き状態にある成形上下型（４１，４２）内にセットする発泡樹脂シート（Ｓ）のセット工程と、
   上記成形下型（４２）のコア部（４２１）の外周で、かつ積層構造体（２０）の縦壁部（２４）の下方に位置する可動ブロック（４５１）をシリンダ（４５２）の伸長動作により上方に位置させるとともに、スライドシム機構（４４）をイン位置に配置し、成形上下型（４１，４２）間の型クリアランスを比較的大きく保ち、成形上下型（４１，４２）の型締めによる一次加圧処理を行ない、所定厚みの発泡樹脂基材（２１）を所要形状に成形する発泡樹脂基材（２１）の成形工程と、
   上記発泡樹脂基材（２１）の成形工程後、成形上型（４１）を上昇操作し、外周のスライドシム機構（４４）をアウト位置に配置し、再度成形上型（４１）を下降操作させるとともに、可動ブロック（４５１）を成形上型（４１）の下降動作と連繋させるように下降操作して、成形上下型（４１，４２）の型クリアランスを一次加圧時の型クリアランスに比べ狭めた高圧の二次加圧処理を行ない、発泡樹脂基材（２１）を製品厚みより圧縮した状態に保ちつつ、射出機（４３ａ）から溶融樹脂（Ｍ１）を成形下型（４２）の溝部（４２４）内に射出充填することで、樹脂リブ（２２）を発泡樹脂基材（２１）の裏面側に一体化するとともに、二次加圧時において、可動ブロック（４５１）の動作により、縦壁部（２４）に過度の応力が加わることを回避する樹脂リブ（２２）の成形工程と、
   からなることを特徴とする積層構造体の成形方法。
2. 所要形状に成形され、軽量でかつ保形性を有する発泡樹脂基材（２１）と、この発泡樹脂基材（２１）の裏面に一体化される所定パターン形状の樹脂リブ（２２）とからなり、周縁部に沿って縦壁部（２４）を設けてなる積層構造体（２０）を成形する際に使用する積層構造体（２０）の成形金型（４０）であって、
   前記成形金型（４０）は、型締め、型開き可能な成形上型（４１）、並びに成形下型（４２）と、成形下型（４２）に接続され、樹脂リブ（２２）の素材である溶融樹脂（Ｍ１）を成形する射出機（４３ａ）とから構成され、成形上下型（４１，４２）の型クリアランスを一次加圧と二次加圧で異ならせるために、金型の外周に設定されるスライドシム機構（４４）と、積層構造体（２０）の縦壁部（２４）の下方に位置するサポート機構（４５）を具備し、二次加圧時、成形上型（４１）の下降動作と連繋して、サポート機構（４５）における可動ブロック（４５１）が下降動作することで、縦壁部（２４）に過度の応力が加わることを回避したことを特徴とする積層構造体の成形金型。
   

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